بهینه‌سازی هیتر گازی ایستگاه تقلیل فشار (cgs) از منظر انرژی بر مبنای تغییر هندسه مبدل حرارتی و استفاده از نانوسیال

کاهش فشار گاز طبیعی در ورودی شهرها در فرایند انتقال بین شهری سبب کاهش شدید دما با توجه به اصل ژول تامسون می‌شود. بنابراین نیاز به هیتر گازی جهت گرمایش گاز طبیعی وجود دارد. در کار حاضر دو هیتر گازی مرسوم و پیشنهادی برای ایستگاه تقلیل فشار بررسی شده و هر دو برای ظرفیت 3000 متر مکعب بر ساعت ورودی گاز طبیعی از منظر کاهش مصرف انرژی بررسی شده‌اند. در کار حاضر همچنین اثر نانوسیال نیز شامل اکسید آلومینیوم (al2o3)، اکسید مس (cuo) و اکسید تیتانیوم (tio2) در درصدهای 2، 4 و 6 درصد بررسی شده است. دمای آب گرم نیز 38 درجه سانتی‌گراد ثابت در نظر گرفته شده است. ترسیم هندسه و شبیه‌سازی با استفاده نرم‌افزارهای گمبیت و انسیس فلوئنت انجام شده است. استفاده از موانع بافل سبب افزایش افت فشار، ولی افزایش انتقال حرارت شده است. نانوسیال با وجود افزایش لزجت سبب افزایش ضریب انتقال حرارت موضعی می‌گردد. در کسر حجمی 6 درصد می‌توان افزایش 97، 106 و 34 درصدی را برای نانوذرات اکسید آلومینیوم (al2o3)، اکسید مس (cuo) و اکسید تیتانیوم (tio2) مشاهده نمود. بررسی انرژی نشان دهنده کاهش 40 درصدی مصرف انرژی برای حالت بدون نانوسیال و 70 درصدی برای نانوسیال اکسید مس است.

optimizing the gas heater of city gas station (cgs) from the perspective of energy based on changing the geometry of heat exchanger and using nanofluid

reducing the pressure of natural gas at the entrance of cities in the process of intercity transmission causes a sharp decrease in temperature according to the joule-thomson principle. therefore, there is a need for a gas heater to heat natural gas. in this work, two conventional and proposed gas heaters for the pressure reduction station have been investigated and both have been investigated for the capacity of 3000 cubic meters per hour of natural gas input from the point of view of reducing energy consumption. in this work, the effect of nanofluid including aluminum oxide (al2o3), copper oxide (cuo) and titanium oxide (tio2) in percentages of 2, 4 and 6% has been investigated. the temperature of hot water is also considered constant at 38 °c. geometry drawing and simulation have been done using gambit and ansysfluent software. the use of baffle barriers has increased the pressure drop, but increased the heat transfer. despite the increase in viscosity, nanofluid increases the local heat transfer coefficient. in the volume fraction of 6%, an increase of 97, 106 and 34% can be observed for aluminum oxide (al2o3), copper oxide (cuo) and titanium oxide (tio2) nanoparticles. energy analysis shows a 40% reduction in energy consumption for the case without nanofluid and 70% for copper oxide nanofluid.